基于智能電網的無線通信技術分析

陳海山，高俊斌，盧恩慶

（國網漳州供電公司，福建 漳州 363000）

0 引 言

隨著智能電網的持續發展，無線通信技術已經成為發展主流。目前，無線通信技術主要是利用分布式電源來提高其運行效率，但是容易受到諸多因素的干擾。在智能電網中，無線通信技術的使用，就需要將穩定性和安全性作為基本條件，以基于實際需求來做好對應的調整，發揮其關鍵性作用。

1 智能電網與無線通信技術

1.1 無線通信技術

有線通信技術會受到諸多限制，如地域環境等方面的缺陷。基于有線通信技術發展起來的無線通信技術，在演變與完善后，能夠實現通信模塊組合方式的簡化處理，能提升通信網絡的實際工作效率，從而在智能電網中發揮了重要的作用[1]。

1.2 智能電網

隨著時代的進步，智能電網的內涵也在持續的擴大。一般智能電網指的是處于高水平、全自動的狀態下，擁有對用戶精確控制與實時監控的功能，并且對于數據傳輸以及節點功能同樣可以實現精確控制和實時監控的電力傳輸網絡。所以，智能電網本身還會具備經濟、可靠、互動性強、清潔等特性。

相比傳統電網，智能電網本身具有傳統能源和綠色可再生能源混合利用的調度功能，可以滿足能源的高效利用；面向智能化動態電價的實時測量計費系統；能夠滿足對發電設施的優化與配置。

2 TD-LTE技術在智能電網無線通信中的應用

TD-LTE作為一項前沿技術，同時也是我國當前擁有專利權的一項重要的技術，其直接集合了多種先進技術，通過衍生從而發展，最終形成了諸多的應用優勢。例如，TD-LTE技術本身的數據吞吐率相對于傳統技術，擁有明顯的優勢，在有限的條件下，都可以滿足用戶享受到更加優質的網絡服務網。運用TD-LTE技術，主要是利用時分雙工模式讓用戶體驗到更加優質的網絡服務，同時也能夠實現對獨立頻段的編寫使用；TDLTE技術能夠按照用戶的實際需求來做好數據比例的調整，并且利用隙子幀配比就可以將其實現；基于扁平化組網的對應方案，將網元層次減少，以達到用戶視頻回轉需求的滿足，最終推動智能電網建設與發展。

2.1 通信方案設計

在當前的智能電網業務中包含了配電和用電兩個方面。其中，配電業務包含了供配電自動化、分布式電源供給、供電質量檢測等業務。配電業務系統主要是通過數據采集和控制單元的監控，通過多種通信方式的合理使用，在配合上對應的管理模式，以滿足智能化的配電業務管理。在用電業務方面則主要是針對智能用電服務以及電信系采集等，其本身屬于管理信息大區業務。用電業務本身帶有采集業務節點較多，上下行流量差距較大，并且需要在預定時間內做好用戶數據信息的全采集；用電業務單點信息量過小，其實際的數據傳輸并不要求做到實時在線，只有在操作命令或者是輪詢機制的要求下才會實現數據的傳輸，并且也是基于上傳作為主體。用電業務要求數據采集終端分布式相對廣泛，并且因為多變的地理環境，對于信息安全本身的要求較高，所以還需要對應的安全防護等級的實際支持[2]。

TD-LTE230智能電網無線通信系統包含了核心網、基站、網管系統等，其對應的結構件如圖1所示。

圖1 智能電網無線通信網絡結構圖

2.2 TD-LTE230無線通信的校正優化

對于通信網絡設施的規劃，智能電網TD-LTE230無線通信模型參數的校正是基礎條件，對于新的無線通信網絡，最為關鍵的環節就是通信模型的校正與優化處理。對于無線通信模型的合理優化，就是網絡通信質量以及對應費用高低的決定性作用。但是考慮到地理環境方面存在的差異，就會導致其相應的運行環境存在區別。因此，在針對新區域進行無線通信設備布置的過程中，就需要對于無線通信模型做好整體的校正優化處理，以確保無線通信網絡信號強度達標、擁有較大的覆蓋面，同時還能夠降低其實際的運行成本。

2.3 無線性能仿真測試

為了對無線通信模型在優化后的合理性進行驗證，就可以針對智能電網TD-LTE230無線通信系統做好對應的方針測試處理。在經過合理的優化后，還需要考慮到終端接收性能測試和覆蓋性測試，然后評估其優化后的無線通信網絡覆蓋范圍，并且還能夠在數據的傳輸過程中針對其接收終端的性能穩定性進行測試處理[3]。

2.3.1 無線網覆蓋性能仿真測試

在實施優化后，無線通信模型所構建的研究區域無線通信網絡，也就是處于主城區的供電公司，其3個供電所一共有4個基站。所以，在擬定建設環節，其基站的TD-LTE230網絡無線信號實際的有效覆蓋面積達到36.86 km2。在對應的有效覆蓋范圍中，針對信號強度的測試選擇300個配網通信點進行處理。在統計其測試結果后發現，配網點信號良好率達到85%，只有15%的點存在信號較差的問題。

2.3.2 終端系統性能仿真測試

本次的測試是基于基站之間的切換來進行重要測試終端的測試處理，并且分析其本身是否會對業務、丟包、時延等產生影響。其基本參數如下：終端類型為CPE；CPE天線高度為1.5 m；信號強度為-93～-63 dB；SINR為14～31 dB；天氣晴朗；溫度為24 ℃；選擇的測試地點為供電發展大廈。

在進行測試中，對于基站正常工作狀態加以模擬，直接將信號接收終端同測試PC實現相互的連接；利用仿真基站的信號，記錄基站切換過程中接受終端的數據延時性，并且記錄對應的丟包率。通過Iperf軟件來直接測試終端發送數據，記錄在基站切換過程中出現的數據輸送延時和丟包率，然后對無線通信網絡覆蓋區域中的150次收發數據進行循環測試，從而針對測試數據和測試的結果進行對應的分析，具體如表1所示。分析測試的實際結果可知，TD-LTE230無線數據通信模型其本身的數據傳輸延時性較低，并且丟包率較小，可以滿足數據電力數據傳輸的穩定性以及效率的要求[4]。

表1 測試數據和測試結果

2.4 小 結

本章節針對智能電網的無線寬帶通信業務需求和對應的應用進行了分析，在這一基礎上，提出了經濟實用、高效可靠、技術先進的TD-LTE230電力無線專網解決方案，并且將覆蓋的問題進行合理有效的解決。基于230 MHz頻段來建立TD-LTE230電力無線專網系統技術實現方案，然后同實際的要求相互的結合起來，通過具體的操作，從而針對智能電網的無線通信模型參數來做好對應的校正處理。通過通信模型準確性的提高，以合理的規劃其無線網絡，從而降低智能電網無線通信本身的投資成本[5]。

3 結 論

隨著時代的不斷發展，電力對于社會經濟發展，對于日常生活都產生了較大的影響。為了能夠滿足用戶的不同需求，智能電網就成為電力行業發展的必然趨勢。為了能夠將智能電網的功能發揮出來，需要通過無線通信技術的支撐，推動其應用，最終滿足社會發展的需求。